一种防止冷媒回流的补气增焓空调系统及其控制方法与流程

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种防止冷媒回流的补气增焓空调系统及其控制方法。

背景技术：

目前传统现在的闪发蒸汽喷射系统中，从闪发器中流出的气态冷媒都是先通过补气电磁阀后再流入到压缩机内实现补气增焓。当压缩机补气温度高于闪发器的温度且达到一定的设定值时，压缩机补气口的压力将超过闪发器压力。压力差过大，可能会击穿补气电磁阀，出现冷媒回流的情况，即压缩机冷媒由补气管道回流至闪发器内。

另外，从闪发器中流出的气态冷媒通过补气电磁阀后还存在带液的风险。

由于现有技术中的带补气增焓的空调系统存在冷媒回流、且容易出现补气带液等技术问题，因此本发明研究设计出一种防止冷媒回流的补气增焓空调系统及其控制方法。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的带补气增焓的空调系统容易存在冷媒回流的缺陷，从而提供一种防止冷媒回流的补气增焓空调系统及其控制方法。

本发明提供一种防止冷媒回流的补气增焓空调系统，其包括具有补气口的压缩机、和补气装置，还包括连接于所述补气口和所述补气装置之间的补气增焓管路、且在该管路上设置有补气控制阀，在所述管路上靠近所述补气装置的位置还设置有防止流体回流至所述补气装置的止回阀，并且在所述补气控制阀两端并联地连接有节流装置。

优选地，所述节流装置为节流毛细管；和/或，所述补气控制阀为电磁阀；和/或，所述补气装置为闪发器或中间换热器。

优选地，在所述补气增焓管路上靠近所述补气口端还设置有第一温度传感器、在所述补气增焓管路上靠近所述补气装置端还设置有第二温度传感器。

优选地，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均为感温包。

优选地，所述节流装置所在的管路为节流支路，所述节流支路与所述补气增焓管路相交位置处设置有三通阀、用于控制冷媒流经所述节流装置或是流经所述补气控制阀。

本发明还提供一种如前述防止冷媒回流的补气增焓空调系统的控制方法，当所述空调系统同时包括第一和第二温度传感器时，控制方法包括：

检测步骤：用于检测压缩机补气口的补气温度和检测补气装置出口的出气温度；

判断步骤：比较补气温度与出气温度之间的大小关系；

控制步骤：根据判断步骤的判断结果控制补气控制阀打开或是关闭。

优选地，当判断步骤判断出补气温度＞出气温度时，控制步骤控制补气控制阀关闭，冷媒从压缩机补气口经过节流装置节流泄压、不流经补气控制阀。

优选地，当判断步骤持续预设时间内判断出补气温度＞出气温度时，控制步骤控制补气控制阀关闭。

优选地，当判断步骤判断出补气温度＜出气温度、且0＜出气温度－补气温度≤预设温度时，控制步骤控制补气控制阀打开，冷媒从补气装置经止回阀、补气控制阀流向压缩机补气口。

优选地，当判断步骤判断出补气温度＜出气温度、且出气温度－补气温度＞预设温度时，控制步骤控制补气控制阀关闭，冷媒从补气装置经止回阀、节流装置流向压缩机补气口。

优选地，当所述空调系统还包括三通阀时，所述控制方法包括：

当判断步骤判断出补气温度＞出气温度时，控制步骤控制三通阀动作使得补气控制阀所在管路段关闭、所述节流支路打开；

当判断步骤判断出0＜出气温度－补气温度≤预设温度时，控制步骤控制三通阀动作使得补气控制阀所在管路段打开、所述节流支路关闭；

当判断步骤判断出补气温度＜出气温度、且出气温度－补气温度＞预设温度时，控制步骤控制三通阀动作使得补气控制阀所在管路段关闭、所述节流支路打开。

本发明提供的一种防止冷媒回流的补气增焓空调系统及其控制方法具有如下有益效果：

1.本发明的防止冷媒回流的补气增焓空调系统及其控制方法，通过在补气控制阀与补气装置之间设置止回阀、且在补气控制阀两端并联设置节流装置，能够通过止回阀进行初步防止冷媒回流至补气装置，通过节流装置对关闭的控制阀进行短路作用并且对高压冷媒进行节流泄压的作用、防止压缩机补气口冷媒压力过高而击穿控制阀和止回阀而导致回流(属于有效地防止冷媒回流的手段)，从而保证空调系统补气增焓作用的正常、安全的运行；

2.本发明的防止冷媒回流的补气增焓空调系统及其控制方法，通过检测压缩机补气口的补气温度和补气装置的出气温度并对二者进行大小比较，能够判断出压缩机补气端与补气装置排气端之间的压力大小关系，从而有效地判断出准确的补气增焓的时机，进而根据合适的时机进行补气增焓，有效地防止了冷媒回流、还有效地防止了补气带液，保证了压缩机及空调系统的正常工作运行。

附图说明

图1是本发明的防止冷媒回流的补气增焓空调系统的结构示意图；

图2是图1中的空调系统的补气增焓部分的局部结构示意图；

图3是图1中的空调系统的补气增焓部分的相对于图2的替换方案的局部结构示意图。

图中附图标记表示为：

1—压缩机，1A—补气口，2—补气装置，3—补气增焓管路，4—补气控制阀，5—节流装置，6—止回阀，7—第一温度传感器，8—第二温度传感器，9—节流支路，10—三通阀，11—四通阀，12—气液分离器，13—翅片换热器，14—冷热水交换器，15—电子膨胀阀1，16—电子膨胀阀2。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明提供一种防止冷媒回流的补气增焓空调系统，其包括具有补气口1A的压缩机1、四通阀11、气液分离器12、以及翅片换热器13和冷热水交换器14，在所述翅片换热器13和冷热水交换器14之间还设置有和补气装置2，还包括连接于所述补气口和所述补气装置之间的补气增焓管路3、(即补气增焓管路3一端连接于所述补气口1A、另一端连接于所述补气装置2)且在该管路3上设置有补气控制阀4、在所述管路3上靠近所述补气装置2的位置还设置有防止流体回流至所述补气装置2的止回阀6，并且在所述补气控制阀两端并联地设置有节流装置5。

通过在补气控制阀与补气装置之间设置止回阀、且在补气控制阀两端并联设置节流装置，能够通过止回阀进行初步防止冷媒回流至补气装置，通过节流装置对关闭的控制阀进行短路作用并且对高压冷媒进行节流泄压的作用、进一步完整且可靠地防止压缩机补气口冷媒压力过高而击穿控制阀和止回阀而导致回流(属于有效地防止冷媒回流的手段)，止回阀和节流装置共同作用从而保证空调系统补气增焓作用的正常、安全的运行。

当压缩机补气口出的压力大于补气装置排气口的压力，则关闭补气控制阀，但是此时补气口出的高压冷媒经过节流装置被节流泄压，从而有效地防止高压冷媒击穿控制阀，并且经过节流装置泄压节流后的冷媒已无压力和速度去击穿止回阀了，从而有效且安全地保证了补气过程的冷媒回流情况的发生。

本发明在传统补气增焓回路的基础上，增加了一段毛细管流路，通过补气电磁阀的开闭、控制制冷剂的流向，以及通过毛细管的降压节流作用，不仅可以防止冷媒回流，提高补气增焓系统的稳定性；还可以防止压缩机补气带液，延长压缩机的使用寿命。相对于传统的补气增焓回路，可以防止冷媒回流，同时还可以解决压缩机补气带液的问题。

优选地，所述节流装置5为节流毛细管；和/或，所述补气控制阀4为电磁阀；和/或，所述补气装置2为闪发器或中间换热器。这是本发明的防止冷媒回流的补气增焓空调系统中的节流装置、补气控制阀以及补气装置的优选结构形式，将节流装置选择为节流毛细管能够在起到节流降压作用的同时还有效地降低了成本、将补气控制阀选择为电磁阀能够起到准确有效地接收到控制信号进而准确控制打开和关闭的作用，将补气装置选择为闪发器能够通过闪发的作用获得闪发气体、从而有效地提供补气冷媒气体，选择为中间换热器能够通过在该冷媒段分支成两路、且在彼此之间相互换热，以提供补气冷媒气体。

优选地，在所述补气增焓管路3上靠近所述补气口1A端还设置有第一温度传感器7、在所述补气增焓管路3上靠近所述补气装置2端还设置有第二温度传感器8。通过在补气口1A端设置第一温度传感器能够检测出压缩机补气口处的冷媒温度，由于补气处基本上是处于饱和状态或是略微过热(过热度不大)，因此可以通过该处的冷媒温度(饱和温度)得出其饱和压力(即补气压力)；同理，通过在补气装置2出气端设置第二温度传感器能够检测出补气装置排气端处的冷媒温度，由于补气装置排气处基本上是处于饱和状态，因此可以通过该处的冷媒温度(饱和温度)得出其饱和压力(即出气压力)；因此可以获得补气口处的补气压力与补气装置排气处的出气压力，以及二者之间的大小关系，从而为冷媒回流防止控制和补气带液防止控制提供了条件。

优选地，所述第一温度传感器7和所述第二温度传感器8均为感温包。这是本发明的防止冷媒回流的补气增焓空调系统中的两个温度传感器的优选且具体的结构形式，能够检测出相应位置的温度。

空调循环进入补气增焓模式时，补气电磁阀自动开启。闪发器中闪发出来的气态制冷剂可以通过补气电磁阀和毛细管这两条流路进入到压缩机补气口。由于补气电磁阀前后的压降大于毛细管两端的压降，制冷剂绝大部分会从补气电磁阀侧流过，从毛细管侧流过的冷媒极少。增加毛细管流路，并不会影响机组正常的补气增焓效果。该情况属于正常补气的范围内。

当压缩机补气温度高于闪发器的温度时，压缩机补气口的压力将超过闪发器压力。当两者的压力差达到一定的设定值并持续预设时间时(属于冷媒回流风险情况范围内)，补气电磁阀自动关闭，闪发器出口流出的制冷剂将从毛细管侧流向压缩机补气口。

通过新增的毛细管侧的流路，可以使得空调系统在关闭补气电磁阀后，不会由于补气电磁阀前后压力差过大而击穿补气电磁阀甚至止回阀，因此可以避免制冷剂发生回流。

除此之外，采用此装置的空调循环，当补气装置端的压力比压缩机补气口端的压力稍大的情况下(该情况属于补气带液风险情况范围内)，即使关闭补气电磁阀后仍然可以通过毛细管侧的流路实现补气增焓。而且经过毛细管节流后的制冷剂也不会存在带液的风险。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上进一步的优选结构，优选地，所述节流装置5所在的管路为节流支路9，所述节流支路9与所述补气增焓管路3相交位置处设置有三通阀10、用于控制冷媒流经所述节流装置5或是流经所述补气控制阀4(即控制节流支路通、补气控制阀所在管路断，或是节流支路断、补气控制阀所在管路通)。

通过设置三通阀的方式能够对节流装置所在的节流支路和补气控制阀所在的管路部分在需要切换接通或断开时起到进一步的精确控制，属于对补气控制阀的辅助控制，进一步有效地防止了冷媒回流的不利情况以及补气带液的不利情况等等。

进一步优选地，所述三通阀设置在所述节流支路与所述补气增焓管路3的两个相交位置中的且靠近补气装置的那一个位置，这样能够对从补气装置排出的冷媒进行及时的控制作用。

进一步地，所述三通阀优选为电动三通阀。

当空调循环处于补气增焓模式时，电动三通阀滑块拨向B方向，制冷剂经补气电磁阀侧流路进入到压缩机中。

当压缩机补气温度高于闪发器的温度时，压缩机补气口的压力将超过闪发器压力。当两者的压力差达到一定的设定值并持续预设时间时，空调系统退出补气增焓模式，电动三通阀滑块自动拨向A方向，制冷剂经毛细管侧流路进入到压缩机中。通过这样的方式同样可以防止冷媒回流，防止压缩机补气带液(，即补气装置端的压力比压缩机补气口端的压力稍大的情况，补气带液风险情况范围)。

实施例3

本发明还提供一种如前述防止冷媒回流的补气增焓空调系统的控制方法，当所述空调系统同时包括第一温度传感器和第二温度传感器时，控制方法包括：

检测步骤：用于检测压缩机补气口的补气温度和检测补气装置出口的出气温度；

判断步骤：比较补气温度与出气温度之间的大小关系；

控制步骤：根据判断步骤的判断结果控制补气控制阀打开或是关闭。

通过检测压缩机补气口的补气温度和补气装置的出气温度并对二者进行大小比较，能够判断出压缩机补气端与补气装置排气端之间的压力大小关系，从而有效地判断出准确的补气增焓的时机，进而根据合适的时机进行补气增焓，有效地防止了冷媒回流、还有效地防止了补气带液，保证了压缩机的正常工作运行。

当排气端压力小于补气压力的话则容易发生冷媒回流、则有效地控制控制阀关闭使得冷媒从补气口流至节流装置对其进行节流降压、从而以防止回流；

排气端压力太大的话则说明补气装置的节流作用还未达到适合补气的合适压力、此时冷媒中液态占比较大、则通过节流装置的节流降压能够使其变为气体、从而有效地减少甚至防止了补气带液的问题，保证了压缩机的正常工作；

当排气端压力大于补气压力的程度在一定范围内时，则说明此时是适合补气的最佳范围，则打开补气控制阀，从而完成正常的补气增焓作用。

优选地，

当判断步骤判断出补气温度＞出气温度时，控制步骤控制补气控制阀关闭，冷媒从压缩机补气口经过节流装置节流泄压、不流经补气控制阀。这是本发明的防冷媒回流的有效控制步骤，当补气温度＞出气温度时，可得出补气压力＞出气压力，则此时压缩机补气口处的冷媒有向补气装置处回流的风险，易发生冷媒回流，于是通过有效地控制控制阀的关闭从而使得冷媒从补气口流至节流装置中以对其进行节流降压、从而达到有效防止冷媒回流的目的和效果。

优选地，

当判断步骤持续预设时间内判断出补气温度＞出气温度时，控制步骤控制补气控制阀关闭。通过设置预设时间，并且当补气温度＞出气温度持续预设时间时，说明其已经达到补气温度＞出气温度的稳定状态，防止温度发生波动等不稳定因素的干扰，防止了误操作，准确地实现了冷媒回流防止的目的和效果。

实施例4

优选地，当判断步骤判断出补气温度＜出气温度、且0＜出气温度－补气温度≤预设温度时，控制步骤控制补气控制阀打开，冷媒从补气装置经止回阀、补气控制阀流向压缩机补气口。这是本发明的防冷媒回流且适合补气情况下的有效控制步骤，当0＜出气温度－补气温度≤预设温度(该预设温度可根据实际情况和/或实际需求进行设定)时，上述温度差小于等于该预设温度时说明此时压缩机补气口和补气装置排气端的压力接近、是属于适合补气的情况范围，于是通过有效地控制控制阀的打开从而使得冷媒从补气装置经过止回阀、补气控制阀流至压缩机补气口中以完成正常的补气增焓的动作。

实施例5

优选地，当判断步骤判断出补气温度＜出气温度、且出气温度－补气温度＞预设温度时，控制步骤控制补气控制阀关闭，冷媒从补气装置经止回阀、节流装置流向压缩机补气口。排气端压力太大的话则说明补气装置的节流作用还未达到适合补气的合适压力、此时冷媒中液态占比较大、则通过节流装置的节流降压能够使得其中的部分甚至全部液体变为气体、从而有效地减少甚至防止了补气带液的问题，保证了压缩机的正常工作。

实施例6

优选地，当所述空调系统还包括三通阀时，所述控制方法包括：

当判断步骤判断出补气温度＞出气温度时，控制步骤控制三通阀动作使得补气控制阀所在管路段关闭、所述节流支路打开；

当判断步骤判断出0＜出气温度－补气温度≤预设温度时，控制步骤控制三通阀动作使得补气控制阀所在管路段打开、所述节流支路关闭；

当判断步骤判断出补气温度＜出气温度、且出气温度－补气温度＞预设温度时，控制步骤控制三通阀动作使得补气控制阀所在管路段关闭、所述节流支路打开。

这是空调系统包括三通阀时，其三种不同情况下(冷媒回流、补气带液和正常补气)的优选控制步骤，能对补气控制阀的控制起到辅助控制或独立控制的作用，准确地保证了冷媒回流防止、补气带液防止以及正常补气允许的控制过程。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。